Not: Aşağıdaki protokol IR-MALDESI MSI deneyler için gerekli tüm adımları açıklamaktadır. Derinlemesine optimize IR-MALDESI kaynağı geometrisi ve lazer sahnede ile senkronizasyon ve kütle spektrometresi ile ilgili ayrıntılar başka bir yerde 5,6 bulunabilir. Bu protokolde kullanılan hayvan doku örnekleri Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) ve North Carolina State University düzenlemelerine göre elde edilmiştir.
1. Doku Hazırlanması
- Bir çeker ocak içinde bir kuru buz sekonder kap içinde temiz bir beher içinde ~ izopentan 200 ml yerleştirerek izopentan / kuru buz banyosu hazırlayın. izopentan / kuru buz banyosu ve doku tutarken her zaman koruyucu eldiven ve koruyucu gözlük kullanın.
- Avertin aşırı doz 2 günlük bir bütün yenidoğan yavru fare (7.5 mg / g vücut ağırlığı) ile öldürülür ve doku yapısını korumak için izopentan / kuru buz banyosu içinde doku dondurma. Önceden temiz kullanınforseps ed çifti koyun ve izopentan / kuru buz banyosundan cryomold fare yavru çıkarmak için. analize kadar -80 ° C 'de yakma dondurulmuş doku saklayın.
- Koruyucu eldiven kullanarak, bir 40 mm kriyostat numune diske optimum kesim sıcaklığında (OKT) montaj orta bir tabaka uygulayın. Yavaşça kesit için istenen yönde diske fareyi uymak için Ekim kaplı numune tutucu üzerine dondurulmuş bütün fare yerleştirin.
Not: Ekim sadece kesit için örnek diske dokuyu yapıştırmak için kullanılır. OCT tamamen değil embed doku yapmak ve Ekim MSI analizi üzerinde zararlı etkileri olduğu bilinmektedir gibi aşırı kaçının. Jelatin gibi diğer medya, 9 o dilimleme önce doku-embed cryo için kullanılabilir. - kriyostat ve basın Peltier güç düğmesine Peltier numune tutucuya (OKT ve doku bölümlü) disk yerleştirin. Numune termal dengeye gelmesi için 10 dakika bekleyin.
- Doku üzerine monte edilmiş (numuneler disk yerleştirinDisk yuvasındaki o) ve analiz için istenen düzleme aşağı doku yüz. Kriyostat 10 içinde bulunan döner bir mikrotom kullanılarak -20 ° C 'de istenen kalınlıkta bölümler halinde doku dilim.
Not: Tüm vücut analizleri için, doku bütünlüğünü korumak için 25 mikron kalınlığında bölüme doku dilim. Küçük bölgeler (örneğin, karaciğer, beyin, böbrek) için, 10 mikron kalınlığında bölüme doku dilim. - yuvarlanmasını dilimlenmiş doku bölümü önlemek için anti-roll cam plakayı kullanın. İstenmeyen doku enkaz kaldırmak için kriyostat vakum hortumunu ve fırçalar kullanın. Doku kesitli sonra, kişisel yaralanmaları önlemek için keskin mikrotom bıçağı kapsayacak şekilde bıçak koruyucusu kullanın.
- Orient fare numune plakası bölümü ve 10 dokunmadan, doku kesiti mümkün olduğu kadar yakın bir slayt getiren ön temizlenmiş cam mikroskop lamı üzerine çözülme monte.
Not: Nicel MSI deney içinments, mont önce dokuyu montaj otomatik pnömatik püskürtücü kullanılarak bir iç standart slayt ve-çözülme montaj kaplı slayt 11 doku bölümü. - Bıçak çıkartıcısını kullanarak dokuyu kesit için kullanılan mikrotom bıçak çıkarın ve güvenli bir şekilde uygun "keskin atık" kapta bıçak atın.
- doku kriyopreservasyona korumak için Adım 3.2 kadar kriyostat içinde cam slayt tutun.
2. IR-MALDESI Hazırlık / Kalibrasyon
- orta-IR lazer açın ve bilgisayara lazer kontrol uygulamasını başlatmak. üretici tarafından sağlanan lazer kontrol uygulamasını kullanarak istenen dalga boyunu seçin. IR MALDESI deneyler tipik haliyle 2,940 nm gerçekleştirilir.
Not: Son deneyler orta-IR lazer dalga boylarında bağımlılığı ve 8 özel analit gibi görünen kaydetti farklılıklar buz matrisi araştırdık. - erkeklere açıne kontrolörü, özel kullanıcı kontrol programı (RASTIR) başlatmak ve ev düğmesini kullanarak sahne pozisyonunu kalibre.
- elektro çözüm hazırlayın. Tipik haliyle, pozitif iyon modunda elektrosprey çözücü% 0.2 formik asit ile 50:50 (h / h) metanol / su kullanın. deneye göre elektrosprey çözücü bileşimi seçin. Örneğin, negatif iyon modunda görüntüleme uygulamaları için elektrosprey modifiye edici olarak 5 mM amonyum hidroksit kullanmak.
IR-MALDESI MSI geçiş polaritesi için modifiye edici olarak 1 mM asetik asit kullanımı: edin. Bu değiştirici pozitif ve negatif iyon modlarında 12 hem de sabit ve tekrarlanabilir bir sinyal elde etmek için en uygun bulunmuştur. - elektrosprey çözücü ile 1 ml şırınga doldurun ve yeni bir çözücü ile silika kılcal yıkayın.
- Gibi ESI-nokta mesafesi olarak kaynak parametrelerini kullanarak MS girişi ile ekseninde ESI yayıcı hizalayın istatistiksel DO kullanılarak optimize edilmiş mesafeyi, örnek yüksekliği ve çözücü akış hızı-giriş nokta Doku bölümleri 6 analizi için e. Not: doku kesitlerinde MSI şematik resmeden bu parametreleri ve optimize edilmiş değerleri Şekil 1'e bakınız.
- elektrosprey başlatın ve bu noktada, sadece ortam bileşiklerden oluşur toplam iyon akımı (TIC) izleyerek istikrarını (> 10 dk) değerlendirir. Tipik olarak, <% 10 10-15 dakika bir TIC varyasyon istikrar iyi bir göstergesidir.

Şekil 1. IR-MALDESI şematik ve parametreler. IR-MALDESI kaynak kurulumu (ölçeksiz) ve ayarlanabilir parametreler (A) şematik. (B) Optimize parametre değerleri doku kesitlerinde görüntüleme için. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Buz Matrix başlığı "> 3. Biriktirme
- Dikkat: Sahnede örnek yerleştirmeden önce elektrosprey kapatın.
- kamera görüntüsü içinde IR-MALDESI örnek plaka üzerine çözülme monte doku yerleştirin.
- Emin Eller ESI yayıcı açık ve elektrosprey yeniden emin olun.
- doku yüzeyinde su yoğuşmayı önlemek için kuru azot IR-MALDESI Kaynak ve boşaltma muhafazanın erişim kapağını kapatın. muhafaza ulaşır içinde bağıl nem kez <% 3, örnek plaka serin olacak Peltier plakasına DC güç kaynağı (~ 12 V), açın. Not: Peltier soğutulmuş aşamasında soğutma işlemi başka, 13 ayrıntılı olarak ele alınmıştır.
- ° C -9 sahne soğutun ve monte doku termal dengede (~ 5-10 dk) gelmek için izin verir.
- Azot tasfiye durdurun ve kaynak erişim kapağını açarak ortam bağıl neme doku maruz bırakmaktadır. buz ince bir tabaka co üzerine yatırılırLD Peltier aşamasının yüzeyi ve havadaki su desüblimleştirilmesi doku bölümü monte edilebilir.
Not: Laboratuarda bağıl nem% 10-15 altında ise, buzlu matriks tabakasının oluşumunu kolaylaştırmak için mahfaza içinde sıcak su kabı yerleştirin. - Buz matriks tabakasının oluşmasından sonra, erişim kapağını kapatın ve 10 ±% 2 bağıl nemi düşürmek kuru nitrojen akışı yeniden. Bu düzeyde nispi nemi tutmak için azot akış hızını ayarlamak, ampirik deney 6 boyunca buz sabit bir tabaka korumak için buz oluşumu ve yüceltme denge bulundu.
4. Kütle Spektrometre Görüntüleme Veri Toplama
- RASTIR GUI (Şekil 2) kullanılarak, "LAZER pozisyonu" butonuna tıklayarak analiz konumuna sahneye taşımak. bir off-doku bölgesi kesilip olacak emin olmak için lazer ayar diyot kullanın. bir off-doku yeniden bir lazer atışıgion kamera görüntüsü ile ilgili ofset lazer kalibre etmek için. Lazer konumunu güncellemek için "Lazer Testi Ateş" düğmesini tıklayın.
- "KAMERA pozisyonuna" dönün ve lazer ablasyon nokta (Şekil 2-1) lazer hizalama reticle koyarak RASTIR lazer konumunu güncelleyin.
- (Şekil 2-2) faiz (ROI) düğmesinin bölgeyi tıklayın ve analiz edilen doku bölümü için ROI boyutunu ve konumunu ayarlayın. Girdi uygun deneysel gibi X ve (mm) Y yönlerinde (Şekil 2-3) adım büyüklüğü gibi parametreler ve "Proje Adı" kutusuna (Şekil 2-4) MSI dosya adı.
- Bir ROI çizerken, kontrol olarak hizmet veren kapalı dokusunun bir kısmını içermektedir. zirve toplama için bu off-dokuda bölümü (5.4 Adım) kullanın.
Not: doku üzerinde lazer desorpsiyon çapı (spot boyutu) yaklaşık 150 mikron olduğu; Bununla birlikte, daha yüksek uzamsal çözünürlük USI ile elde edilebilirörnekleme yöntemi 14,15 ng.
- Açılan kutu, voksel başına lazer darbeleri (tamsayı değerleri) sayısı ve lazer tetik ve kütle spektrometresi sinyal alımı (Şekil 2-5) arasındaki gecikme uygun lazer frekansını seçin. Tipik ölçüm 5 kütle analizörü ulaşmak için oluşturulan iyonları izin vermek için bir 10 msn gecikme süresi ile tamamen bir IR-MALDESI MSI deneylerinde malzemenin uzaklaştırılması için 20 Hz voksel başına iki lazer darbeleri kullanın.
Not: Lazer çalışabilen en yüksek tekrarlama oranı seçin. Son zamanlarda yüksek tekrarlama oranı kullanılarak analit bulgulanabilirliği 16 artıracağını gösterilmiştir.

IR-MALDESI MSI işlemi için Şekil 2. Kullanıcı arayüzü. RASTIR Tarama Kontrol programı ekran görüntüsü sunulmuştur. perf için adımlar(5) doğru numarayı seçerek, (1), lazer nokta bulma (2) Bir ROI çizim, (3) (mm) aşama aşama boyutunu seçme, (4) dosyasına bir ad vererek vardır MSI deney oluşturmayan görüntüleme ve MS kurulum için listeyi kontrol istenen tekrarlama oranı ve (6) ile birlikte vokselin başına bakliyat. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
- Böyle iyonizasyon modunda elektrosprey gerilim, çözücü akış hızı, kılcal sıcaklık ve kütle spektrometresi yazılımı enjeksiyon süresi gibi kütle spektrometresi parametrelerini seçin. Tüm vücut IR-MALDESI MSI kullanılan parametrelerin bir örnek için Tablo 1'e bakınız.
Not: nedeniyle biyolojik örnekler MSI analizlerinde ayırma yöntemlerinin eksikliği karmaşıklığı, IR-MALDESI kaynağı, yüksek çözme gücü ve yüksek kütle hassasiyeti alete bağlanır. Bir satın alma yöntemi analizi kullanılmıştır için yüklenebilirBöyle MSI 12 anahtarlama paralel reaksiyon izleme (PRM) 7 veya polarite olarak es. - Tüm parametreler (lazer, sahne ve kütle spektrometresi) seçilmiştir, senkronizasyon için "el sıkışma" modunda MS yerleştirin ve MS alımı başlatabilirsiniz.
- Kutuları işaretleyerek tamamlanan tüm adımları kontrol listesinde (Şekil 2-6) doğrulamak ve program yüklemek, RASTIR görüntüleme yazılımı kullanarak. Program yüklendikten sonra, "Çalıştır" düğmesi kullanılabilir olacaktır. Basın Çalışma MSI sinyal alımını başlatmak için.
- görüntüleme deney tamamlandıktan sonra, kütle spektrometresi edinme durdurmak ve bekleme modunda aleti koyun. , Kasaya azot tasfiye kapatmak Peltier plakasına güç kaynağını kapatın ve sahne denetleyicisi ve lazer kapatın.
- Erişim kapağını açın kaynak muhafaza içinden elektrosprey yayıcı ucu çıkarın ve koruyucu eldiven kullanarak genişletilmiş ısıtılmış metal MS girişi kaldırmak. Dikkat: genişletilmiş Metal MS girişi çok sıcak olacak.
- eldiven ve koruyucu gözlükler takan 10 dakika için HPLC-grade metanol içinde son 10 dakika için HPLC-grade su içinde, daha sonra 10 dakika boyunca% 15 nitrik asit içinde ultrasonik banyo genişletilmiş metal kapiler giriş temizleyin ve. bir azot akımı altında metal kapiler giriş kurutun ve MS içine takın. Not: sonra uygun çöp konteynerleri solvent bertaraf edin.
| Parametre | değer |
| İyonizasyon modu | pozitif |
| Elektro Gerilim |
| Solvent Akış Hızı | 2 ul / dakika |
| kılcal Sıcaklık | 275 ° C |
| tarama Aralığı | m / z 250-1,000 |
| Tarama tipi | Tam tarama |
| enjeksiyon süresi | 110 msn |
| çözümleniyor Güç |
R "style =" width: 216px; "> 3,8-4,2 kV genişliği: 216px; "> 140000
Tüm vücut IR-MALDESI MSI kullanılan Tablo 1. Enstrüman parametreleri.
5. Veri Analizi
- Böyle MSConvert 17 ve imzML dönüştürücü 19 olarak özgür yazılım kullanarak bu tür mzXML 17 veya imzML 18 olarak veri formatları cihaz tarafından oluşturulan ham veri dosyalarını dönüştürün.
- MSiReader v1.0, özel bir işleme bilgisayarda, yüksek çözme gücü MSI veriler 20 analizi için geliştirilmiş bir açık kaynak yazılımını başlatın. MSiReader üzerine görüntüleme dosyasını yükleyin. Kullanıcı MSiReader arayüzü ve yerleşik bazı özellikleri için bakınız Şekil 3.
- Kendi m / z girerek bunlar analit iyon haritaları üretmek ve milyon başına kısım olarak uygun bir m / z pencere (ppm) ya da Thomson (Th) (Şekil 3-1) seçin. yüksek çözme gücü (RP) enstrümanlar içinDüşük ppm aralığında bir pencereyi seçin.
Not: Uygun m / z pencere IR MALDESI kaynak bağlanmış olduğu cihazın RP ve kütle ölçüm doğruluğu (MMA) bağlıdır. - Dahası bu tür enterpolasyon (Şekil 3-2), normalleşme (Şekil 3-3), optik görüntü bindirme (Şekil 3-4), ve tepe (Şekil 3-5) 20 toplama gibi yerleşik özellikleri kullanarak verileri yorumlamak.

Şekil 3. MSiReader Kullanıcı arayüzü; v1.0 20. Bir dosya yazılımı yüklenir sonra, ilgilenilen analitlerin iyon haritaları (1) ppm veya Th m / z ve hoşgörüyü girerek görüntülenir. örneğin (2) birbirinden ayırmayı veya (3) normalleştirme gibi başka analizi de gerçekleştirilebilir. doku bir optik görüntü ithal ile bindirilebiliriyon haritaları (4) daha iyi görüntülenmesi için. Hedefsiz doku (mor çizgi) alanı ve referans alanı dışı doku (yeşil kutu) seçerek dokuya spesifik zirveleri ayıklamak için kullanılabilecek fonksiyonunu (5) toplama tepe analizleri için. Daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız bu figür.
- Kullanıcı tanımlı kriterler kullanılarak doku-spesifik m / z değerleri listesini oluşturmak için zirve toplama işlevini kullanın. Not: PeakFinder algoritması iki bölgenin ortalama kütle spektrumunda farklarını kullanmaktadır. Bu m / z değerleri daha sonra METLIN 21 veya Lipid MAPS olarak metabolit veritabanlarına karşı aranabilir. 22
- Bir sorguya doku bölgesini (eflatun çokgen ROI) ve off-dokuda referans bölgesini (yeşil çokgen ROI) seçerek bir örnek için Şekil 3'e bakınız.